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JPS60247920A - Formation of deposited film - Google Patents

Formation of deposited film

Info

Publication number
JPS60247920A
JPS60247920A JP10539384A JP10539384A JPS60247920A JP S60247920 A JPS60247920 A JP S60247920A JP 10539384 A JP10539384 A JP 10539384A JP 10539384 A JP10539384 A JP 10539384A JP S60247920 A JPS60247920 A JP S60247920A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
deposited film
compound
gas
support
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10539384A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yukio Nishimura
征生 西村
Hiroshi Matsuda
宏 松田
Masahiro Haruta
春田 昌宏
Yutaka Hirai
裕 平井
Takeshi Eguchi
健 江口
Takashi Nakagiri
孝志 中桐
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP10539384A priority Critical patent/JPS60247920A/en
Publication of JPS60247920A publication Critical patent/JPS60247920A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/24Deposition of silicon only

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  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
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Abstract

PURPOSE:To form a deposited film using heat energy of a low level and at a high film forming speed by a method wherein the halogen derivative of a normal chain type or a branched-chain type Si hydride compound and a compound of H are heated. CONSTITUTION:After a supporter 2 is put on a supporting base 3 in a deposition chamber 1, the inside of the chamber is depressurized, a current is flowed to a heater 4, and raw material gas for formation of an a-Si film is sent in the deposition chamber 1. The raw material gas thereof is a chain type Si halide compound to be expressed by SinXmYl [X and Y are different halogen atoms respectively, (n) is the integer of 1-6, (m) and (l) are the integer of 1 or more respectively, and m+l=2n+2]. A gaseous atmosphere of the compound mentioned above and H is formed in the chamber, the compound and H are excited to be decomposed by utilizing heat energy, and a deposited film containing Si is formed on the substrate.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はシリコンを含有する堆積膜、とりわけ光導1膜
、半導体膜あるいは絶縁体膜などとして有用なアモルフ
ァスシリコンC以下、 a −8iという)あるいは多
結晶シリコンの堆積膜を形成するの忙好適な方法に関す
る。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a deposited film containing silicon, particularly amorphous silicon (hereinafter referred to as a-8i) useful as a light guide film, a semiconductor film, an insulator film, etc. The present invention relates to a preferred method of forming deposited films of polycrystalline silicon.

〔従来技術〕[Prior art]

従来、a−8iの堆積膜形成方法としては、8iH4ま
たはS 1tHaを原料として用いたグロー放電堆積法
及び熱エネルギー堆積法が知られている。即ち、これら
の堆積法は、原料ガスとしてのSiH4まだは8i2H
,を電気エネルギーや熱エネルギー(励起エネルギー)
により分解して支持体上にa−8iの堆積膜を形成させ
る方法であり、形成された堆積膜は、光導電膜、半導体
あるいは絶縁性の膜等として種々の目的に利用されてい
る。
Conventionally, the glow discharge deposition method and thermal energy deposition method using 8iH4 or S 1tHa as a raw material are known as methods for forming an a-8i deposited film. That is, these deposition methods use SiH4 or 8i2H as the raw material gas.
, electrical energy or thermal energy (excitation energy)
This is a method in which a deposited film of A-8i is formed on a support by decomposing the film, and the deposited film thus formed is used for various purposes such as a photoconductive film, a semiconductor film, or an insulating film.

しかしながら、高出力放電下で堆積膜の形成が行なわれ
るグロー放電堆積法に於いては、均一な放電の分布状態
が常に得られないなど再現性のある安定した条件の制御
が難しく、更に膜形成中に於ける膜への高出力放電の影
響が犬き(、形成された膜の電気的、光学的特性の均一
性、品質の安定性の確保が難しく、堆積時の膜表面の乱
れ、堆積膜内の欠陥が生じやすい。特に1厚膜の堆積膜
を電気的、光学的特性に於込て均一にこの方法により形
成することは非常に困難であった。
However, in the glow discharge deposition method in which the deposited film is formed under high-power discharge, it is difficult to control reproducible and stable conditions such as not always achieving a uniform discharge distribution state, and furthermore, the film formation The effects of high-power discharge on the film inside the film are severe (it is difficult to ensure the uniformity of electrical and optical properties and quality stability of the formed film, the disturbance of the film surface during deposition, and the deposition Defects in the film are likely to occur.In particular, it is very difficult to form a deposited film of one thickness with uniform electrical and optical characteristics by this method.

一方、熱エネルギー堆積法においても、通常400℃以
上の高温が必要となることから使用される支持体材料が
限定され、加えて所望のa−8i中の有用な結合水素原
子が離脱してしまう確車が増加するため、所望の特性が
得難い。
On the other hand, the thermal energy deposition method also requires a high temperature of 400°C or higher, which limits the support materials that can be used, and in addition, useful bonded hydrogen atoms in the desired a-8i are separated. Since the number of fixed wheels increases, it is difficult to obtain desired characteristics.

そこで、これらの問題点を解決する1つの方法として、
SiH4,Si2H6以外のシリコン化合物を原料とす
るa−8iの低熱量の熱エネルギー堆積法(熱cvn)
が注目される。
Therefore, one way to solve these problems is to
A-8i low heat energy deposition method (thermal CVN) using silicon compounds other than SiH4 and Si2H6 as raw materials
is attracting attention.

この低熱量の熱エネルギー堆積法は、励起エネルギーと
しての前述の方法に於けるグロー放電や高温加熱の代わ
シに低温加熱を用いるものであり、a−8iの堆積膜の
作製を低エネルギーレベルで実施できるようにするもの
である。また、低温なほど原料ガスを均一に加温するこ
とが容易であシ、前述の堆積法と比べて低いエネルギー
消費で、均一性を保持した高品質の成膜を行なうことが
でき、また製造条件の制御が容易で安定した再現性が得
られ、更に支持体を高温に加熱する必要がなく、支持体
に対する選択性も広がる利点もある。
This low-heat thermal energy deposition method uses low-temperature heating instead of glow discharge or high-temperature heating in the above-mentioned methods as excitation energy, and allows the production of a-8i deposited films at a low energy level. It is intended to enable implementation. In addition, the lower the temperature, the easier it is to uniformly heat the raw material gas, making it possible to form a high-quality film that maintains uniformity with lower energy consumption than the deposition method described above. Conditions can be easily controlled, stable reproducibility can be obtained, there is no need to heat the support to a high temperature, and there is also the advantage that selectivity to the support can be expanded.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は上記した点に鑑みなされたものであシ、励起エ
ネルギーとして、低レベルの熱エネルギーを用いて、高
品質を維持しつつ高い成膜速度でシリコン原子を含む堆
積膜を低エネルギーレベルで形成することのできる熱エ
ネルギー堆積法を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above points, and uses low-level thermal energy as excitation energy to form a deposited film containing silicon atoms at a high deposition rate while maintaining high quality at a low energy level. It is an object of the present invention to provide a thermal energy deposition method that can form an image.

本発明の他の目的は、大面積、厚膜の堆積膜の形成にあ
っても、電気的、光学的特性の均一性、品質の安定性を
確保した高品質の堆積膜を形成することのできる方法を
提供することにある。
Another object of the present invention is to form a high-quality deposited film that ensures uniformity of electrical and optical characteristics and stability of quality even in the formation of a large-area, thick deposited film. The goal is to provide a method that can be used.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

上記目的は、基体を収容した室内に、一般式:SinX
mYl(X及びYはそれぞれ別異のハロゲン原子、nは
1〜6の整数1m及びlはそれぞれ1以上の整数であり
s m +l ”” 2n + 2である。)で表わさ
れる鎖状ハロゲン化ケイ素化合物及び水素の気体状雰囲
気を形成し、熱エネルギーを利用するととKよって前記
化合物及び水素を励起して分解し、前記基体上にシリ′
コンを含有する堆積膜を形成することを特徴とする堆積
膜の形成方法によって達成される。
For the above purpose, the general formula: SinX
Chain halogenation represented by mYl (X and Y are each different halogen atoms, n is an integer from 1 to 6, 1m and l are each an integer of 1 or more, and s m + l '' 2n + 2) When a gaseous atmosphere of a silicon compound and hydrogen is formed and thermal energy is used, the compound and hydrogen are excited and decomposed by K, and silicon is deposited on the substrate.
This is achieved by a method for forming a deposited film characterized by forming a deposited film containing Con.

前記一般式の鎖状ハロゲン化ケイ素化合物は、直鎖又は
分岐状の鎖状水素化ケイ素化合物(鎖状シラン化合物)
 8jnH2n+2のハロゲン誘導体であって、製造が
容易でありかつ安定性の高い化合物である。一般式中、
X及びYは、それぞれフッ素、塩素、臭素及びヨウ素か
ら選ばれる別異のハロゲン原子を表わす。nの値を1〜
61C限定したのは、nが大きくなる程分解が容易とな
るが気化しにくくなり合成も困難である上、分解効率も
悪くなるためである。
The chain halogenated silicon compound of the above general formula is a linear or branched chain silicon hydride compound (chain silane compound).
It is a halogen derivative of 8jnH2n+2, and is a compound that is easy to manufacture and has high stability. In the general formula,
X and Y each represent a different halogen atom selected from fluorine, chlorine, bromine and iodine. Set the value of n to 1~
The reason for limiting the number to 61C is that as n becomes larger, decomposition becomes easier, but it becomes difficult to vaporize, synthesis is difficult, and decomposition efficiency becomes worse.

前記一般式の鎖状ハロゲン化ケイ素化合物の好適例を、
以下に列挙する。
Preferred examples of the chain halogenated silicon compounds of the general formula are:
They are listed below.

■FとCI!を含む化合物: SiFmCl!t−m (mは1〜3の整数)、3i2
FmCI!a−m (mは1〜5の整数)、St 3i
mCI!s −rn (”は1〜7の整数)、8’4F
mCI!to−m (mは1〜9の整数)、■FとBr
を含む化合物: 8tFmBr4−m(rnは1〜3の整数)、s’zF
’mBr6−m (mは1〜5の整数)、Si3FmB
r8−m (”は1〜7の整数)、5t4F’m13r
lO−m (mは1〜9の整数)。
■F and CI! Compound containing: SiFmCl! t-m (m is an integer from 1 to 3), 3i2
FmCI! a-m (m is an integer from 1 to 5), St 3i
mCI! s -rn (" is an integer from 1 to 7), 8'4F
mCI! to-m (m is an integer from 1 to 9), ■F and Br
Compounds containing: 8tFmBr4-m (rn is an integer of 1 to 3), s'zF
'mBr6-m (m is an integer from 1 to 5), Si3FmB
r8-m (" is an integer from 1 to 7), 5t4F'm13r
lO-m (m is an integer from 1 to 9).

■CI!とBrを含む化合物: 8iC/mBr4−m (mは1〜3の整数)、5t2
C1!mBrs−m(”は1〜5の整数)、5i3e/
mBr5−m (”は1〜7の整数)、8i4C/mB
r10−m (”は1〜9の整数)、■FとIを含む化
合物: 8’Fm工4−m (”は1〜3の整数)、Si2Fm
I6−m(mは1〜5の整数)。
■CI! Compounds containing and Br: 8iC/mBr4-m (m is an integer of 1 to 3), 5t2
C1! mBrs-m (" is an integer from 1 to 5), 5i3e/
mBr5-m (" is an integer from 1 to 7), 8i4C/mB
r10-m (" is an integer from 1 to 9), ■ Compound containing F and I: 8'Fm 4-m (" is an integer from 1 to 3), Si2Fm
I6-m (m is an integer from 1 to 5).

上記■〜■のうち、最も好ましい具体例としては、以下
の化合物を挙げることができる。′(1) 8iF3C
/、(215iF2C12、(31StF3C/、ψ1
si2FcI!5、(5) Sl zF2 C14、(
6) 5i2F3C/s、(7) 5i2F4Clz 
、(8) 8i2FsC/ s (9) st、F7c
I!、(115i3F’、Cz2、(11) 5i3F
5CA’a、035iFsBrsQ38iF2Br2、
Q4)8iFBr3、(Li28i2F5Br 。
Among the above-mentioned compounds (1) to (2), the most preferred specific examples include the following compounds. '(1) 8iF3C
/, (215iF2C12, (31StF3C/, ψ1
si2FcI! 5, (5) Sl zF2 C14, (
6) 5i2F3C/s, (7) 5i2F4Clz
, (8) 8i2FsC/s (9) st, F7c
I! , (115i3F', Cz2, (11) 5i3F
5CA'a, 035iFsBrsQ38iF2Br2,
Q4) 8iFBr3, (Li28i2F5Br.

(te 5i2F4Br2 % α7) 8i2F3B
r3 、αQ 8iC/3Br 。
(te 5i2F4Br2 % α7) 8i2F3B
r3, αQ 8iC/3Br.

(tl 8iCI!2Br2、QOS 1(JBr 3
、(2υsip、工。
(tl 8iCI!2Br2, QOS 1(JBr 3
, (2υsip, Eng.

0りail”、I、。0ri ail", I.

本発明においては、前記室内に前記一般式の鎖状ハロゲ
ン化ケイ素化合物及び水素の気体状雰囲気を形成するこ
とにより、励起・分解反応の過程で生成する水素ラジカ
ルが反応の効率を高める。その上、形成される堆積膜中
に水素がと抄込まれ、 Si結合構造の欠陥を減らす役
割を果たす。また、前記一般式の鎖状])ロゲン化ケイ
素化合物は、分解の過程でsix、 5ix2.5ix
ss 8’2X3 s ’3’2X4 s S ’8X
4 s S’ 3X5 s 8 ’Y 5SIY2 、
5LY3.812Y3 、812Y4 、 St 3Y
4 、 si 3Y5.5ixy 、 5txy2.5
i2xy2.5i2xy3.5i3xy3.5i3X2
Y2 、8i3XY4 、8i3X2Y3 などのラジ
カルを発生させ、また水素によって、Si%X%Y及び
Hが結合したラジカルが発生するため、これらのラジカ
ルを含む反応プロセスを経て、最終的に、Siのダング
リングボンドをI4.X又はYで十分にターミネートし
た局在準位密度の小さい良質の膜が得られる。
In the present invention, by forming a gaseous atmosphere of the chain halogenated silicon compound of the general formula and hydrogen in the chamber, the hydrogen radicals generated during the excitation/decomposition reaction increase the efficiency of the reaction. Moreover, hydrogen is incorporated into the deposited film that is formed, which serves to reduce defects in the Si-bonded structure. In addition, the chain-like []) rogenated silicon compound of the general formula has six, 5ix2.5ix in the decomposition process.
ss 8'2X3 s '3'2X4 s S '8X
4 s S' 3X5 s 8 'Y 5SIY2,
5LY3.812Y3, 812Y4, St 3Y
4, si3Y5.5ixy, 5txy2.5
i2xy2.5i2xy3.5i3xy3.5i3X2
Radicals such as Y2, 8i3XY4, 8i3X2Y3 are generated, and radicals to which Si% Bond I4. A high-quality film with a low localized level density and sufficiently terminated with X or Y can be obtained.

また、前記一般式の鎖状ノ・ロゲン化ケイ素化合物は、
2種以上を併用してもよいが、この場合、各化合物によ
って期待される膜特性を平均化し九程度の特性、ないし
は相乗的に改良された特性が得ちれる。
In addition, the linear non-logenated silicon compound of the general formula is
Two or more types may be used in combination, but in this case, the expected film properties of each compound are averaged to obtain properties of about 9 or properties that are synergistically improved.

次に、前記堆積室内に導入された前記シリコン化合物ガ
スに対する熱エネルギーの付与はジュール熱発生要素、
高周波加熱手段等を用いて行われる。
Next, imparting thermal energy to the silicon compound gas introduced into the deposition chamber includes a Joule heat generating element;
This is carried out using high frequency heating means or the like.

ジュール熱発生要素としては電熱線、電熱板等のヒータ
を、また高周波加熱手段としては誘導加熱、#電加熱等
を挙げることができる。ジュール熱発生要素による実施
態様について説明すればヒータを支持体の裏面に接触な
いし近接させて支持体表面を伝導加熱l−1表面近傍の
原料ガスを熱励起、分解せしめ、分解生成物を支持体表
面に堆積させる。
Examples of the Joule heat generating element include heaters such as heating wires and heating plates, and examples of the high frequency heating means include induction heating and electric heating. To explain the embodiment using the Joule heat generating element, the heater is brought into contact with or close to the back surface of the support to heat the support surface by conduction.The raw material gas near the l-1 surface is thermally excited and decomposed, and the decomposition products are transferred to the support. Deposit on the surface.

他に、ヒータを支持体の表面近傍に置くことも可能であ
る。
Alternatively, it is also possible to place the heater close to the surface of the support.

以下、第1図を参照しつつ本発明の方法を詳細に説明す
る。
Hereinafter, the method of the present invention will be explained in detail with reference to FIG.

第1図は支持体上に、5−8iからなる光導電膜、半導
体膜、又は絶縁体膜等の機能膜を形成するための堆積膜
形成装置の概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic diagram of a deposited film forming apparatus for forming a functional film such as a 5-8i photoconductive film, semiconductor film, or insulating film on a support.

堆積膜の形成は堆積室1の内部で行なわれる。Formation of the deposited film takes place inside the deposition chamber 1.

堆積室1の内部に謹かれる3は支持体の配置される支持
台である。
Reference numeral 3 placed inside the deposition chamber 1 is a support base on which a support is placed.

4は支持体加熱用のヒーターであり、導線5によって該
ヒーター4に給電される。堆積室1内にa−8iの原料
ガス、及び必要に応じて使用されるキャリアーガス等の
ガスを導入するためのガス導入管内が堆積室1に連結さ
れている。
Reference numeral 4 denotes a heater for heating the support, and power is supplied to the heater 4 through a conductive wire 5. A gas introduction pipe for introducing a-8i raw material gas and gases such as carrier gas used as needed into the deposition chamber 1 is connected to the deposition chamber 1 .

このガス導入管17の他端は上記原料ガス及び必要に応
じて使用されるキャリアガス等のガスを供給するだめの
ガス供給源9.10.11゜12に連結されている。ガ
ス供給源9,10゜11.12から堆積室1に向って流
出する各々のガスの流量を計測するため、対応するフロ
ーメーター15−1.15−2.15−3.15−4 
が対応する分岐したガス導入管17−1.17−2.1
7−3.17−4 の途中に設けられる。各々の70−
メータの前後にはパルプ14−1.14−2.14−3
、14−4.16−1.16−2.16−3.16−4
が設けられ、これらのパルプを調節することにより、所
定の流量のガスを供給しうる。13−1゜13−2.1
3−3.13−4は圧力メータであり、対応するフロー
メータの高圧側の圧力を計測するためのものである。
The other end of this gas introduction pipe 17 is connected to a gas supply source 9, 10, 11, 12 for supplying the raw material gas and gases such as carrier gas used as necessary. Corresponding flow meters 15-1.15-2.15-3.15-4 are used to measure the flow rate of each gas flowing out towards the deposition chamber 1 from the gas supply sources 9, 10° 11.12.
Branched gas introduction pipe 17-1.17-2.1 corresponding to
7-3.17-4. 70- each
Pulp 14-1.14-2.14-3 before and after the meter
, 14-4.16-1.16-2.16-3.16-4
are provided, and by adjusting these pulps a predetermined flow rate of gas can be supplied. 13-1゜13-2.1
3-3.13-4 is a pressure meter, which is used to measure the pressure on the high pressure side of the corresponding flow meter.

フローメータを通過した各々のガスは混合されて、不図
示の排気装置によって減圧下にある堆積室1内へ導入さ
れる。なお、圧力メータ18は混合ガスの場合にはその
総圧が計測される。
The gases that have passed through the flow meters are mixed and introduced into the deposition chamber 1 under reduced pressure by an exhaust device (not shown). In addition, the pressure meter 18 measures the total pressure in the case of mixed gas.

堆積室1内を減圧にしたり、導入されたガスを排気する
ために、ガス排気管20が堆積室1に連結されている。
A gas exhaust pipe 20 is connected to the deposition chamber 1 in order to reduce the pressure inside the deposition chamber 1 and to exhaust the introduced gas.

ガス排気管の他端は不図示の排気装置に連結される。The other end of the gas exhaust pipe is connected to an exhaust device (not shown).

本発明に於いて、ガスの供給源9.10.11゜12の
個数は適宜、増減されうるものである。
In the present invention, the number of gas supply sources 9, 10, 11, 12 can be increased or decreased as appropriate.

つまシ、単一の原料ガスを使用する場合にはガス供給源
は1つで足りる。しかしながら、2種の原料ガスを混合
して使用する場合、単一の原料ガスに(触媒ガスあるい
はキャリアーガス等)を混合する場合には2つ以上必要
である。
However, if a single raw material gas is used, one gas supply source is sufficient. However, when two types of raw material gases are mixed and used, or when a single raw material gas (catalyst gas, carrier gas, etc.) is mixed, two or more are required.

なお、原料の中には常温で気体にならず、液体のままの
ものもあるので、液体原料を用いる場合には、不図示の
気化装置が設置される。気化装置には加熱沸騰を利用す
るもの、液体原料中にキャリアーガスを通過させるもの
等がある。
Note that some raw materials do not turn into gas at room temperature and remain liquid, so when using liquid raw materials, a vaporizer (not shown) is installed. There are two types of vaporizers: those that utilize heating and boiling, and those that pass a carrier gas through a liquid raw material.

気化によって得られた原料ガスはフローメータを通って
堆積室1内に導入される。
The source gas obtained by vaporization is introduced into the deposition chamber 1 through a flow meter.

このような第1図に示した装置を使用して本発明の方法
により以下のようにしてa−3iからなる堆積膜を形成
することができる。
Using the apparatus shown in FIG. 1 and the method of the present invention, a deposited film consisting of a-3i can be formed in the following manner.

まず、堆積室1内の支持台3上に支持体2をセットする
First, the support body 2 is set on the support stand 3 in the deposition chamber 1.

支持体2としては、形成された堆積膜の用途等に応じて
種々のものが使用される。該支持体を形成できる材料と
しては、導電性支持体には、例えばNtCl、xテンレ
ス、A/、Cr、Mo、Au。
Various types of supports 2 can be used depending on the purpose of the deposited film formed. Examples of materials that can form the support include NtCl, stainless steel, A/, Cr, Mo, and Au for the conductive support.

Nb%Ta、V、Ti、Pt、Pd等の金属マ九はコレ
ラの合金、半導電性支持体には、8i、Qe 等の半導
体、また電気絶縁性支持体には、ポリエステル、ポリエ
チレン、ポリカーボネート、セルローズアセテート、ポ
リプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、
ポリスチレン、ポリアミド等の合成樹脂、ガラス、セラ
ミックス、紙等を挙げることができる。支持体2の形状
及び大きさは、その使用する用途に応じて、適宜決定さ
れる。
Nb% Metals such as Ta, V, Ti, Pt, and Pd are alloys of cholera; semiconductors such as 8i and Qe are used for semiconductive supports; and polyester, polyethylene, and polycarbonate are used for electrically insulating supports. , cellulose acetate, polypropylene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride,
Examples include synthetic resins such as polystyrene and polyamide, glass, ceramics, and paper. The shape and size of the support 2 are determined as appropriate depending on the intended use.

特に、本発明の方法に於いては、支持体の温度を150
〜300℃程度と比較的低い温度とすることができるの
で、上記の支持体を形成する材料の中でも、従来のグロ
ー放電堆積法や熱エネルギー堆積法には適用できなかっ
た耐熱性の低い材料からなる支持体をも使用することが
可能となった。
In particular, in the method of the present invention, the temperature of the support is 150°C.
Since the temperature can be relatively low at around 300°C, it is possible to use materials with low heat resistance that cannot be applied to conventional glow discharge deposition methods or thermal energy deposition methods. It is now possible to use other supports.

このように支持体2を堆積室1内の支持台3上に置いた
後に、ガス排気管20を通して不図示の排気装置により
堆積室内の空気を排気し減圧にする。減圧下の堆積室内
の気圧は5 X 10−5Torr以下、好適には10
−6Torr以下が望ましい。
After the support 2 is placed on the support stand 3 in the deposition chamber 1 in this manner, the air in the deposition chamber is exhausted through the gas exhaust pipe 20 by an exhaust device (not shown) to reduce the pressure. The atmospheric pressure in the deposition chamber under reduced pressure is less than 5 X 10-5 Torr, preferably 10
-6 Torr or less is desirable.

熱エネルギー付与手段として、電熱ヒータ4を用いる場
合には堆積室1内が減圧されたところで、ヒーター4に
通電し、支持体3を所定の温度に加熱する。このときの
支持体の温度は、150〜300℃、好ましくは、20
0〜250℃とされる。
When an electric heater 4 is used as the thermal energy applying means, after the pressure inside the deposition chamber 1 is reduced, the heater 4 is energized to heat the support 3 to a predetermined temperature. The temperature of the support at this time is 150 to 300°C, preferably 20°C.
The temperature is 0 to 250°C.

このように、本発明の方法に於いては支持体温度が比較
的低温であるので、グロー放電堆積法や8iH4,Si
、1(、を原料として用いた熱エネルギー堆積法に於け
るような支持体の篩温加熱を必要としないために、この
ために必要とされるエネルギー消費を節約することがで
きる。
As described above, since the support temperature is relatively low in the method of the present invention, glow discharge deposition method, 8iH4, Si
.

次に、先に挙げたよりなa−8i膜形成用の原料化合物
の(1種以上の)ガスが貯蔵されている供給源9のバル
ブ14−1.16−1を各々開き、原料ガスを堆積室1
内に送ねこむ。
Next, the valves 14-1 and 16-1 of the supply source 9 in which gases of the raw material compounds (one or more) for forming the a-8i film mentioned above are stored are opened, and the raw material gases are deposited. Room 1
Send it inside.

このとき対応するフローメータ15−1で計測しながら
流量調整を行う。通常、原料ガスの流量は10〜I00
0SCCM、好適忙は20〜5008CCMの範囲が望
ましい。
At this time, the flow rate is adjusted while being measured by the corresponding flow meter 15-1. Usually, the flow rate of raw material gas is 10 to I00
0SCCM, the preferred range is 20 to 5008 CCM.

堆積室1内の原料ガスの圧力は10−2〜100Tor
r、好ましくは10−2〜l Torrの範囲に維持さ
れることが望ましい。
The pressure of the source gas in the deposition chamber 1 is 10-2 to 100 Torr.
r, preferably maintained in the range of 10-2 to 1 Torr.

このようにして、支持体20表面近傍を流れる原料ガス
には熱エネルギーが付与され、熱励起・熱分解が促され
、生成物質であるa−8iが支持体上に堆積される。
In this way, thermal energy is imparted to the raw material gas flowing near the surface of the support 20, promoting thermal excitation and thermal decomposition, and a-8i, which is a product, is deposited on the support.

本発明の方法に使用される原料ガスは、先に述べたよう
に、熱エネルギーによって容易に励起、分解するので、
5〜50A/sec程度ノ高い成膜速度が得られる。a
−di以外の分解生成物及び分解しなかった余剰の原料
ガス等はガス排気管20を通して排出され、一方、新た
な原料ガスがガス導入管17を;ITIL、て連続的に
供給される。
As mentioned above, the raw material gas used in the method of the present invention is easily excited and decomposed by thermal energy.
A high film forming rate of about 5 to 50 A/sec can be obtained. a
Decomposition products other than -di and undecomposed surplus raw material gas are discharged through the gas exhaust pipe 20, while new raw material gas is continuously supplied through the gas introduction pipe 17; ITIL.

本発明の方法に於いては励起エネルギーとして熱エネル
ギーを使用するが、高熱量ではなく低熱量の付与である
ので、該エネルギーを付与すべき原料ガスの占める所定
の空間に対して常に均一に付与できる。
In the method of the present invention, thermal energy is used as excitation energy, but since the application is not a high amount of heat but a low amount of heat, the energy is always applied uniformly to a predetermined space occupied by the raw material gas to be provided. can.

形成過程にある堆積膜へのグロー放電堆積法に於いて認
められたような高出力放電による影曽はなく、堆積時で
膜表面の乱れ、堆積膜内の欠陥を起こすことなく、均一
性を保ちつつ堆積膜の形成が継続される。
There is no effect of high-power discharge on the deposited film during the formation process, as observed in the glow discharge deposition method. The formation of the deposited film continues while maintaining the temperature.

このようにしてa−8i[が支持体2上に形成され、a
−8iの所望の膜厚が得られたところで、ヒータ4から
の熱エネルギーの付与を停止し、更にパルプ14−1.
16−1を閉じ、原料ガスの供給を停止する。a−8i
膜の膜厚は、形成され九a−Ji膜の用途等に応じて適
宜選択される。
In this way, a-8i[ is formed on the support 2, and a
When the desired film thickness of -8i is obtained, the application of thermal energy from the heater 4 is stopped, and the pulp 14-1.
16-1 is closed and the supply of raw material gas is stopped. a-8i
The thickness of the film is appropriately selected depending on the intended use of the nine-a-Ji film to be formed.

次に、不図示の排気装置の駆動により、堆積室内のガス
を排除した後支持体及び堆積膜が常温となったところで
パルプ21をあけて、堆積室に大気を徐々に導入し、堆
積室内を常圧に戻して、a−8i膜の形成された支持体
を取り出す。
Next, after the gas in the deposition chamber is removed by driving an exhaust device (not shown), the pulp 21 is opened when the support and the deposited film have reached room temperature, and the atmosphere is gradually introduced into the deposition chamber. The pressure is returned to normal and the support on which the a-8i film is formed is taken out.

このようにして本発明の方法によシ支持体上に形成され
九a−8i膜は、電気的、光学的特性の均一性、品質の
安定性に優れたa−8i膜である。
The 9a-8i film thus formed on the support by the method of the present invention is an a-8i film with excellent uniformity of electrical and optical properties and stability of quality.

なお、以上説明した本発明の方法の一例に於いては、減
圧下に於いて堆積膜が形成されたが、これた限定される
ことなく、本発明方法は、所gK応じて、常圧下、加圧
下に於いて行なうこともできる。
In the example of the method of the present invention described above, the deposited film was formed under reduced pressure, but the present invention is not limited to this, and the method of the present invention can be performed under normal pressure, depending on the gK. It can also be carried out under pressure.

以上のような本発明の方法によれば、励起エネルギーと
して、低熱量の熱エネルギーを使用し、かつ核熱エネル
ギーによって容易に励起、分解する原料ガスを用いたこ
とにより、高い成膜速度による低エネルギーレベルでの
a−8i堆積膜の形成が可能となり、電気的、光学的特
性の均一性、品質の安定性に優れたa−8i堆積膜を形
成することができるようになった。従って、本発明の方
法に於いては、従来のグロー放電堆積法や従来の熱エネ
ルギー堆積法には適用できなかった耐熱性の低い材料か
らなる支持体を使用することができ、また支持体の高温
加熱を必要とされるエネルギー消費を節約することだ可
能となった。
According to the method of the present invention as described above, thermal energy with a low calorific value is used as excitation energy, and a source gas that is easily excited and decomposed by nuclear thermal energy is used. It has become possible to form an a-8i deposited film at a high energy level, and it has become possible to form an a-8i deposited film with excellent uniformity of electrical and optical properties and stability of quality. Therefore, in the method of the present invention, supports made of materials with low heat resistance that cannot be applied to conventional glow discharge deposition methods or conventional thermal energy deposition methods can be used. This makes it possible to save energy consumption, which requires high-temperature heating.

以下に1本発明の具体的実施例を示す。A specific example of the present invention is shown below.

実施例1 前記一般式の鎖状)10ゲン化ケイ素化合物として、前
記例示化合物(1)、(2)、(7)又は(8)を用い
、図面の装置によりa−8i堆積膜を形成した。
Example 1 An a-8i deposited film was formed using the above exemplary compound (1), (2), (7) or (8) as the linear (chain) 10-genide silicon compound of the above general formula using the apparatus shown in the drawing. .

先づ、導電性フィルム基板(コーニング社製、+705
9)を支持台2上に載置し、排気装置を用いて堆積室1
内を排気し、1O−6Torrに減圧した。支持体温度
を220℃に設定し、気体状態とされている前記ハロゲ
ン化ケイ素化合物を1l108CC,水素ガスを40 
SCCMの流量で堆積室内に導入し、室内の気圧を0.
1 Torrに保ち、膜厚4000Aの2−J3i膜を
形成した。
First, a conductive film substrate (manufactured by Corning, +705
9) on the support stand 2, and use the exhaust device to remove the deposition chamber 1.
The inside was evacuated and the pressure was reduced to 10-6 Torr. The support temperature was set at 220°C, and the silicon halide compound, which was in a gaseous state, was heated at 1l, 108cc, and hydrogen gas was heated at 40°C.
SCCM is introduced into the deposition chamber at a flow rate, and the atmospheric pressure in the chamber is brought to 0.
A 2-J3i film with a thickness of 4000 Å was formed while maintaining the pressure at 1 Torr.

成膜速度は、30 A / secであった。The film formation rate was 30 A/sec.

比較のため、5t2H6を用いて同様にしてa−8i膜
を形成した。成膜速度は10 A / secであつた
For comparison, an a-8i film was formed in the same manner using 5t2H6. The film formation rate was 10 A/sec.

次いで、得られた各a−8i膜試料を蒸着槽に入れ、1
O−6Tb rrまで引いた後真空W 10−5Tor
r 。
Next, each obtained a-8i film sample was placed in a vapor deposition tank and 1
After pulling to O-6Tb rr, vacuum W 10-5 Tor
r.

成膜速度20 A / secでMを150OA蒸着し
、クシ型のMギャップ電極(長さ250μ、巾5 m 
)を形成した後、印加電圧10Vで光電流(AM 1゜
100 mW/am2)と暗電流を測定し、光導電高知
、σpと暗導電率σdとの比σp/σdをめて、a−8
i膜を評価した。結果を第1表に示した。
150 OA of M was deposited at a deposition rate of 20 A/sec, and a comb-shaped M gap electrode (length 250 μ, width 5 m
), the photocurrent (AM 1゜100 mW/am2) and dark current were measured with an applied voltage of 10V, and the ratio σp/σd of photoconductivity σp and dark conductivity σd was determined, and a- 8
i membrane was evaluated. The results are shown in Table 1.

第1表から、本発明によるa−3illりは、従来に比
べ、低い基板温度でもσP及びσP/σdが向上してい
る。
Table 1 shows that the a-3ill according to the present invention has improved σP and σP/σd compared to the conventional one even at a low substrate temperature.

実施例2 基板をポリイミド基板、支持体温度を250℃に設定し
、前記一般式の鎖状ハロゲン化ケイ素化合物として、前
記例示化合物(12) 、 (13) 。
Example 2 The substrate was a polyimide substrate, the support temperature was set at 250° C., and the exemplified compounds (12) and (13) were used as the chain halogenated silicon compounds of the general formula.

(15)を用いた以外は、実施例1と同様にa−Si膜
を形成し、σP及びσP/σdをめた。
An a-Si film was formed in the same manner as in Example 1, except that (15) was used, and σP and σP/σd were determined.

結果を第2表に示した。The results are shown in Table 2.

第2表 〔発明の効果〕 本発明によれば、低い基体温度でしかも高い成膜速度に
よって高品質のシリコン堆積膜を形成することができる
。その上、形成する膜が広面積、厚膜の場合においても
、均一な電気的・光学的特性が得られ、品質の安定性も
確保できるという従来にない格別の効果が奏される。ま
−た、ほかにも、基体の高温加熱が不要であるためエネ
ルギーの節約になる、耐熱性の乏しい基体上にも成膜で
きる、低温処理によって工程の短縮化を図れる、原料化
合物が容易に合成でき、安価でしかも安定性に優れ取扱
上の危険も少ない、といった効果が発揮される。
Table 2 [Effects of the Invention] According to the present invention, a high quality silicon deposited film can be formed at a low substrate temperature and at a high film formation rate. Moreover, even when the film to be formed has a wide area and is thick, uniform electrical and optical characteristics can be obtained and quality stability can be ensured, which is an unprecedented and exceptional effect. In addition, it saves energy because it does not require high-temperature heating of the substrate, it can form a film even on substrates with poor heat resistance, it shortens the process by low-temperature processing, and it is easy to use raw materials. It can be synthesized, is inexpensive, has excellent stability, and has the advantage of being less dangerous in handling.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本発明の方法に用いられる堆積膜形成装置の
一例の概略構成図である。 l:堆積室 2,21:支持体 3:支持台 4:ヒーター 5:導線 6−1.6−2.6−3:ガスの流れ 9、10.11.12=ガス供給源 13−1.13−2.3−3.13−4.18:圧力メ
ーター14−1.14−2.14−3.14−4゜16
−1.16−2.16−3.16−4,21 :バルブ
15−1.15−2.15−3.15−4:フローメー
ター17.17−1.17−2.17−3.17−4:
ガス導入管法ミ効 2o:ガス排気管 出願人 キャノン株式会社
FIG. 1 is a schematic diagram of an example of a deposited film forming apparatus used in the method of the present invention. 1: Deposition chamber 2, 21: Support 3: Support 4: Heater 5: Conductor 6-1.6-2.6-3: Gas flow 9, 10.11.12 = Gas supply source 13-1. 13-2.3-3.13-4.18: Pressure meter 14-1.14-2.14-3.14-4゜16
-1.16-2.16-3.16-4,21: Valve 15-1.15-2.15-3.15-4: Flow meter 17.17-1.17-2.17-3. 17-4:
Effect of Gas Inlet Pipe Act 2o: Gas Exhaust Pipe Applicant Canon Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 基体を収容した室内に、一般式: S+nXmYz(式
中、X及びYはそれぞれ別異のハロゲン原子、nは1〜
6の整数、m及びlはそれぞれ1以上の整数であり、m
+J=2n+2である。)で表わされる鎖状ハロゲン化
ケイ素化合物及び水素の気体状雰囲気を形成し、これら
化合物に熱エネルギーを与え前記基体上にシリコンを含
有する堆積膜を形成することを特徴とする堆積膜の形成
方法。
In the chamber containing the substrate, the general formula: S+nXmYz (wherein, X and Y are different halogen atoms, and n is 1 to
6, m and l are each an integer of 1 or more, m
+J=2n+2. ) A method for forming a deposited film, which comprises forming a gaseous atmosphere of a chain silicon halide compound represented by () and hydrogen, and applying thermal energy to these compounds to form a deposited film containing silicon on the substrate. .
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